[发明专利]汽爆秸秆膜循环酶解耦合连续发酵制备丙酮丁醇的方法

权利要求书

1.一种汽爆秸秆膜循环酶解耦合连续发酵制备丙酮丁醇的方法，其步骤如下：

1)将汽爆秸秆料置于酶解罐中，加入用硫酸调节pH4.8的含KH₂PO₄、MgSO₄·7H₂O和酵母抽提物的蒸馏水溶液；所述汽爆秸秆料的重量和蒸馏水溶液的体积比为1∶7～1∶10；同时，按每克汽爆秸秆料加入20FPU的加入量加入纤维素酶制剂；并将酶解罐置入50℃的第一水浴锅内进行酶解；

将所得酶解液透过中空纤维膜组件进入置于35℃的第二水浴锅内的发酵罐，进行发酵；发酵过程中为了弥补由于酶解液透出而导致的酶解罐中的液体量减少，利用从上部与酶解罐相连通的补液罐向酶解罐中不断补充和酶解罐中组分相同的蒸馏水水溶液，调节安装在所述酶解罐与中空纤维膜装置之间管路上的循环泵的流速，以保持酶解罐中的上述固液比；

2)制备丙酮丁醇梭菌种子液：

将丙酮丁醇梭菌接种于种子培养基后，在35℃厌氧环境下培养至对数生长期，制得丙酮丁醇梭菌种子液；

所述种子培养基所含组分及配比为：每升种子培养基含20g葡萄糖，3g酵母抽提物，0.2g KH₂PO₄，1.6gK₂HPO₄，0.2g MgSO₄·7H₂O，0.1g NaCl，0.01gCaCl₂，0.25g Na₂S·9H₂O，0.01g NaMoO₄·2H₂O，0.2g NaHCO₃0.2g和3.0g(NH₄)₂SO₄3.0g；

3)开启循环泵，使酶解罐中的酶解液透过中空纤维膜组件进入发酵罐中；在进入发酵罐中酶解液体积达到100～120ml时，关闭循环泵，向发酵罐中接种上述丙酮丁醇梭菌种子液，并迅速通入氮气除氧后，置于35℃静止培养，到对数生长期后，再次开启循环泵，稀释率为0.05～0.075h^-1，进行循环酶解和连续发酵，制得丙酮丁醇。

2.按权利要求1所述的汽爆秸秆膜循环酶解耦合连续发酵制备丙酮丁醇的方法，其特征在于，所述上述步骤3)的循环酶解和连续发酵过程中还包括：每隔20～28h向酶解罐中补充新鲜的汽爆秸秆料，补充量为初始添加的汽爆秸秆料重量的20～60％，同时补加新鲜的纤维素酶制剂，补加量：每克新补充的汽爆秸秆料补加8～15FPU的纤维素酶制剂。

3.按权利要求1所述的膜循环酶解耦合连续发酵制备丙酮丁醇的方法，其特征在于，所述步骤3)中空纤维膜组件和发酵罐之间通过U形管连通。

4.按权利要求1所述的膜循环酶解耦合连续发酵制备丙酮丁醇的方法，其特征在于，所述汽爆植物秸秆料为汽爆玉米秸秆料、汽爆高梁秸秆料或汽爆小麦秸秆料。

5.按权利要求1所述的膜循环酶解耦合连续发酵制备丙酮丁醇的方法，其特征在于，所述上述步骤1)中还包括汽爆秸秆料制取和发酵罐的灭菌。